八年级物理探究杠杆的平衡条件PPT优秀课件

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杠杆原理在科技领域的应用
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机械手臂与自动化设备中的应用
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杠杆机构实现精确运动
在机械手臂和自动化设备中，利用杠杆原理设计机构，可 以实现精确的位置控制和力量传递，提高设备的运动精度 和稳定性。
节省空间和能源
杠杆机构具有结构紧凑、传动效率高的特点，在机械手臂 和自动化设备中应用可以节省空间，降低能源消耗。
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数据记录与结果分析
数据记录
记录每次实验时钩码的数量、位置和弹簧测力计的示数，以及对应的力臂长度。
结果分析
通过实验数据可以发现，当杠杆平衡时，动力×动力臂=阻力×阻力臂，即F1×L1=F2×L2。这一结论与杠杆平衡 条件的理论公式相符，验证了实验的正确性。同时，实验结果也表明，杠杆的平衡状态与动力和阻力的大小、方 向以及力臂的长度有关。
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实验器材和步骤
实验步骤
将杠杆安装在支架上，调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡。
在杠杆左侧挂上一定数量的钩码，作为阻力F2，在右侧用弹簧测力计竖直向上拉杠杆，使杠 杆在水平位置平衡，读出此时弹簧测力计的示数F1和对应的力臂L1。
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实验器材和步骤
改变钩码的数量和位置，重复上述实验步骤，记录多组数据。 分析实验数据，得出结论。
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实验目的和原理
实验目的
通过实验研究杠杆的平衡条件，理解杠杆的工作原理和应用。
实验原理
杠杆平衡条件是指杠杆在静止或匀速转动状态下，动力×动力臂=阻力×阻力臂 ，即F1×L1=F2×L2。

L1动力臂 支点到动 力作用线 的距离
F1动力 使杠杆转 动的力
动力作用线
大人和小孩能一起玩
跷跷板吗？
杠杆的平衡
提问：什么是杠杆的平衡？
归纳结论：
当杠杆在动力和阻力的作用下，保 持静止状态或匀速转动状态我们就 说杠杆处于平衡。
实验探究：杠杆的平衡条件
1. 提出问题：
杠杆平衡时，动力、动力臂、阻力、阻力臂
2.如图所示，用撬棒撬石头，手握在撬棒的末端B 端，其中AO＝0.1米，AB＝1米，OC＝0.7米，要撬 起石头需要500牛的力，求在B端要用多少向下的 力才能撬起石头？
B
O
A
F2
F1
C
3.两个力作用在杠杆两端使杠杆平衡,则( D )
A.这两个力的大小必须相等
B.这两个力的力臂长必须相等
C.力臂较长的那个力比较大
之间存在着怎样的关系？
2. 猜想与假设：
假设一： F1+L1=F2+L2 假设二： F1–L1=F2–L2 假设三： F1/L1=F2/L2
假设五：……
假设四： F1 ·L1=F2 ·L2
3,制定计划与设计实验
实验应注意以下几点： 1，实验前通过调节平衡螺母使杠杆自身处 于水平位置平衡； 2，实验时每次都要求杠杆静止时处于水平 位置，这样力臂的数值就能杠杆上直接读出；
杠杆在什么条件下平衡？
L1
L2
o
F1
杠杆
平衡
F2 螺母
实验数据表格设计
实验 次数
1 2 3
动力 F1/N
动力臂l1/cm
阻力 阻力臂
F2/N l2/cm
杆这
原是
理阿
提问: 你的实验结论与你的假设

我们的收获
作业
1、不仅生活、生产中有许多杠杆，人身体中 的某些部位也具有杠杆的功能，找出人体中 的杠杆，试着找出其支点、动力和阻力。 2、课本“作业” 1—5题

A
O B
F
A
O
B
动力
F1
阻力
支 点
F2
力臂

A
O
B
F
力 的 作 用 线
F
L2 O 支 点 动力
F1
L1 动 力 作 用 线
阻力
F2
用橡皮、笔、书、直尺设计 一个杠杆探究支点在不同位置时 动力的大小情况。

结论：动力臂越长、阻力臂越短， 越省力；动力臂越短、阻力臂越长， 越费力。
实验探究：杠杆的平衡条件
杠杆平衡时，动力、动力臂、阻力、 1 、提出问题： 阻力臂之间存在着怎样的关系？
2 、猜想与假设：
设计实验

1、什么时候用到平衡螺母，其他时候还能动 吗？ 2、我们需要测量哪些物理量？
3、只测一组数据可以吗？为什么？你打算如 何做 ？
杠杆的平衡条件 Nhomakorabea动力×动力臂＝阻力×阻力 臂 （F1×L1=F2×L2）
第九章
机械与人
科学探究：杠杆的平衡条件
让学生展示自带的杠杆（铁锤、 剪刀、扳子、钢丝钳、镊子等）并 说出其应用及特征

讨论、归纳各种杠杆的 共同特征：
杠杆定义
在力的作用下，能绕某
一固定点转动的硬棒， 物理学中叫杠杆。
置疑1：古猿要把大石块移动，用木棍捅石块捅不动，谁 能想法帮帮它？ 置疑2：古猿用的木棍是杠杆吗？铁锤、剪刀、扳子、钢 丝钳、镊子等是不是杠杆？ 置疑3：为什么人们利用杠杆橇石块时总是把支点放在离 石块很近的地方？而不放到离石块远一些的地方？

动力臂l1
阻力 （F2）
当杠杆在动力和阻力的作用下静止 时，我们就说杠杆平衡了。
o
提出问题 ： 杠杆平衡时，动力、动力臂和阻力、阻 力臂之间存在着怎样的关系？
猜想与假设： 请提出你的猜想
设计实验： 请同学们仿照跷跷板的游戏，利用桌 面上的器材设计实验，并说出你的方案。
进行实验与收集证据
实验注意事项：生 Biblioteka 中 的 杠 杆. . .
讨论：这些工具在使用时有什么共同特征？
杠杆的定义：
在力的作用下，能绕某一固定点转 动的硬棒叫杠杆。
在生活和生产劳动中，你还能举出 哪些杠杆的实例？
自学课本P155——杠杆的有关概念 动力 （F1）
阻力臂l
O
（ 力 的 作 2 用 线
)
（
力 的 作 用 线
）
支点
1、在实验前要通过调节杠杆两端的平衡螺母，
使杠杆水平平衡。 2、挂钩码后，不能再动平衡螺母。 3、读数时，杠杆仍要求是处于水平平衡状态， 以便直接读出力臂的长度。 4、实验时，把收集的数据及时填入表格。
数据记录表格为：
实验 序号
1 2
左边
动力 F1/N 动力臂 l1/cm
右边
阻力 F2/N 阻力臂 l2/cm
3
分析论证：
分析表中数据并和同学交流你得到 什么结论？
杠杆的平衡条件：
动力×动力臂＝阻力×阻力臂
F1l1 =F2 l2
评估
以上实验过程是否合理？结论是否可靠？ 实验结论与假设猜想是否有差异？还有进一 步的改进措施吗？
通过今天的学习， 请你谈谈有哪些收获？
还存在哪些疑惑？

“给我一个支点，我可以撬 动地球。” ——阿基米徳
试一试：人体杠杆
当曲肘把重物举起来的时 候，手臂也是一个杠杆(如 图)。肘关节是支点。
当你抬脚跟的时候，是脚跟后面 的肌肉在起作用，脚尖是支点， 体重落在两者之间。这实际上是 一个杠杆(如图)，这时肌肉的拉 力比体重要小。
第十章
机械与人
第一节 科学探究 : 杠杆的平衡条件
钢丝钳 镊子
筷子
• （2009上海）在图所示的简单机械中，属 于费力杠杆的是 （ ） A．翘棒 B．镊子 C．铡刀 D．开瓶器
• （ 09丰泽）图是各式各样剪刀的示意图， 它们都是一对的杠杆。现要用它们来剪开 较硬的物体，其中选用最合适的剪刀是（ ）
• 杆秤是一种很古老但现在仍然在广泛使用的 一种测量质量的工具。小林同学用一杆秤称 一实心球的质量，如图所示。当杆秤在水平 位置平衡时，秤砣拉线正好压在4 kg的刻度 线上。根据秤砣拉线、提纽和称钩所在秤杆 的位置之间的距离的粗略关系，可以估测出 秤砣的质量大约是 A．10 g B．400 g C．1000 g D．4000 g
实验探究：杠杆的平衡条件
杠杆平衡时，动力、动力臂、阻力、 1 、提出问题： 阻力臂之间存在着怎样的关系？
2 、猜想与假设：
假设一： 假设二： F1+L1=F2+L2 F1–L1=F2–L2 F1/L1=F2/L2
假设三： 假设四：
F1 · L1=F2 · L2
L1
L2
杠杆
o
F2
F1
平衡 螺母
思考与讨论
课堂练习
1.两个力作用在杠杆两端使杠杆平衡,则( D ) A.这两个力的大小必须相等
B.这两个力的力臂长必须相等
C.力臂较长的那个力比较大 D.力臂较长的那个力比较小

结论分析
力臂长度是影响杠杆平衡的重要因素之一。在作用力不变 的情况下，力臂长度越长，杠杆越容易向该侧倾斜。
改变作用力大小对平衡影响
实验设计
保持力臂长度不变，改 变作用力大小，观察杠 杆平衡情况。
实验现象
当作用力增大时，杠杆 向作用力较大的一侧倾 斜；反之，当作用力减 小时，杠杆向作用力较 小的一侧倾斜。
3
履带吊
履带吊采用履带行走装置，具有较强的稳定性和 越野能力，其吊臂同样利用杠杆原理进行重物起 吊。
04
探究影响杠杆平衡因素
改变力臂长度对平衡影响
实验设计
保持作用力不变，改变力臂长度，观察杠杆平衡情况。
实验现象
当力臂长度增加时，杠杆向力臂较长的一侧倾斜；反之， 当力臂长度减小时，杠杆向力臂较短的一侧倾斜。
复杂机械系统中的杠杆
在复杂的机械系统中，杠杆往往与其他简单机械（如滑轮、轮轴等）组合使用，实现更 复杂的运动形式和力传递。
杠杆在复杂机械系统中的作用
杠杆在复杂机械系统中主要起到改变力的方向和大小的作用，同时也可以通过与其他简 单机械的组合实现更复杂的运动形式。
复杂机械系统中杠杆的应用实例
汽车方向盘、自行车刹车系统、挖掘机等。
结论分析
杠杆的形状和材质对其平衡特性具有重要影响。不同形状和材质的杠杆在相同条件下可能 表现出不同的平衡特性，因此在设计和使用杠杆时需要考虑这些因素。
05
实验：制作简易天平并测量物体质量
实验目的和所需材料
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ实验目的 学习杠杆平衡原理
掌握天平的使用方法
实验目的和所需材料
培养动手能力和实验技能 所需材料
但可以移动更短的距离。
第三类杠杆：等臂杠杆

给 我 一 个 立 足 点 和 一 根 足
够 长 的 棍 ， 我 就 能 搬 动 地 球
想 一 想?
想 一 想?
提问： 什么是杠杆的平衡？
6．5探究杠杆的平衡条件
探究实验： 1 用你我手中的杆秤怎样称质量不等的物体呢?
2 用橡皮、小刀、直尺、硬币等物怎样 组成杠杆，并使其平衡？
归纳结论：
当杠杆在动力和阻力的作用下 静止时，或作缓慢地匀速转动 时，我们说杠杆平衡了。
1 学习了杠杆、支点、动力、 阻力、动力臂、阻力臂等概念. 2.探究了杠杆的平衡条件是 F1 · L1=F2 · L2
作业:P39.
第2、3、4题
进行实验与收集证据
请同学们开始做实验
实验次数 F1/N 1 2 L1/m F2/N L2/m
杠杆的平衡条件是
F1 ·L1=F2 ·L2
三 思考与讨论
• 你能说出“小小称砣能压千斤”的道理吗?
理发剪刀和铁匠用的剪刀有何区别? 你知道拧松生锈的 螺帽要用一段水管 套在板手柄上的道 理吗?
■
四、练习：
实验探究：杠杆的平衡条件
1 提出问题： 杠杆平衡时，动力、动力臂、阻力、 阻力臂之间存在着怎样的关系？
3、
3、
思考与讨论
★ 杠杆两ห้องสมุดไป่ตู้装置两只可调节的螺母，能
起什么作用?
※ 为什么要求杠杆静止时，在
水平位置呢?
归 纳 结 论
★作用是调节杠杆自身的平衡 ※因为这样力臂的数值在杠杆
上就能直接读出或量出。
6．5探究杠杆的平衡条件
1. 什么是杠杆？
这些都应用了杠杆原理
提问：在现实生活中，你还能举 出哪些杠杆的实例呢？
这些概念很重要 支点 杠杆绕着转动的固定点，用O表示。

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5 分析论证、得出结论 杠杆的平衡条件： 动力χ动力臂＝阻力χ阻力臂
F1·L1=F2·L2
或
Ｆ１ ＝ Ｌ１ Ｌ２ Ｆ２
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交流与合作
你的实验结论与你的假设一致吗?你的结论 是什么?
总之,杠杆的平衡条件是
F1 · L1 = F2 · L2
(
4.要使右图杠杆保持平衡,最省力的方向是 B A )
D A
5.右图为人的上肢图解，此 时手托着质量为1千克的物体, 则肱二头肌收缩时所承受的力 为（ Ｂ ） A.小于9.8牛顿 B.大于9.8牛顿 C.等于9.8牛顿 D.等于1千克
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为了便于探究跷跷板怎样才能平衡，可以 对它进行简化。 用带有等分刻度的均质木尺代替跷跷板， 用钩码代替人。
跷跷板的简化装置：
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作出杠杆的五要素
L1
L2
o
F1
F2
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硬棒,叫做杠杆。
蹊跷板及上面列举的生产工具都是杠杆。
注意：硬棒可以是直,也可以是弯曲的,即 杠杆可以是各种各样的形状.
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认识杠杆的五要素:
阻力作用线 支点到阻 力作用线 的距离 L2阻力臂 杠杆绕着转 O支点 动的固定点 L1动力臂 F2阻力 支点到动 力作用线 阻碍杠杆 的距离 课件部分内容来源于网络，如有异议侵 转动的力 权的话可以联系删除，可编辑版！ F1动力 使杠杆转 动的力

杠杆的平衡条件
F1l1=F2l2
上式表明： 杠杆的平衡取决于力和力臂的乘积； 动力臂l1是阻力臂l2的几倍，动力F1就是阻力F2的几分之一。
杠杆的运用
桔槔 改变力的方向
杠杆的运用与分类
F1l1=F2l2
l1 ＞l2 F1 ＜F2
省力杠杆
费距离
F2
O
L1
F1
杠杆的运用与分类
F2
l2
l1 F1 O
给我一个支 点，我就能撬 起地球。
杠杆
在物理学中，这种在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒就称为 。
杠杆
1 .支点(O)：杠杆绕着转动的点。 2 .动力（F1）：使杠杆转动的力。 3 .阻力（F2）：阻碍杠杆转动的力。
动力F1
支点O
阻力F2
支点 用最省力的方法提起水桶，力应该施加在杠杆上的哪个点？
1.5N
1.2N 1N
支点到力的作用点的距离
支点
施加的力的作用点离支点越远越省力
1N 1.5N 2N 支点到力的作用点的距离
支点到力的作用线距离
力的作用线 力臂 支点
杠杆五要素
1 .支点(O)：杠杆绕着转动的点。 2 .动力（F1）：使杠杆转动的力。 3 .阻力（F2）：阻碍杠杆转动的力。 4 .动力臂（l1）：从支点到动力作用线的距离。 5 .阻力臂（l2）：从支点到阻力作用线的距离。
F1l1=F2l2
l1＜l2 F1 ＞ F2
费力杠杆
省距离
杠杆的运用与分类
l1 F1
l2 F2
F1l1=F2l2
l1 =l2 F1 =F2
等臂杠杆
杠杆的分类
力臂 大小
特点
省力杠杆 动力臂＞阻力臂 省力，费距离

这些能给我们提供方便的工 具都称为机械
2
复杂机械都是由简单机械组成的
3
4
5
6
杠杆共同点：
①都是硬棒．（软的不行，直的弯的都可以）
②工作过程中都在转动，转动过程中有一点是 不动的． ③还要受到两个力的作用．
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1、杠 杆
在力的作用下能够绕着 固定点转动的硬棒叫做杠杆
8
古代的杠杆
捣 谷 的 舂
F2
（2）画力的作用线
O
（3）从支点向力的作用线引垂线 ——即力臂
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想一想 画出图中杠杆各力的力臂
F1
F2 F1
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作出下图中 的动力臂和 阻力臂
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你学到哪些知识？
杠杆 •什么是杠杆？ •有关杠杆的几个名词 •怎样找力臂？
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结束语
当你尽了自己的最大努力时，失败也是伟大的， 所以不要放弃，坚持就是正确的。
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提问：什么是力臂？
想 一 想?
力臂是支点到力的作用线的
垂直距离。（点到直线的距离）
思考讨论：
1 力臂一定在杠杆上吗？ 答：不是 2 若一力作用在杠杆上，作用点不变， 但作用方向改变，力臂是否改变？ 答：要改变
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3、作力臂的步骤：
画出下图中各力的力臂,说说你画力臂的步骤
（1）确定支点
F1
B
A
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古代的杠杆
汲 水 的 桔 槔
10
讨论：在现实生活中，还哪些是杠杆的实例呢
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木棒在撬石头的过程中时怎样运动的？
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2、杠杆的五要素：
支 点(o)：杠杆绕着转动的固定点
动 力(F1)：促使杠杆转动的力 阻 力(F2)：阻碍杠杆转动的力

2、实验中需要记录哪些数据? 3、50克钩码重量为0.5N
明确实验分工，认真记录实验数据！
实验 动力 动力臂 序号 F1/N L1/m
１
２
３
阻力 F2/N
阻力臂 L2/m
分析分析实验数 据：当杠杆平衡 时F1、L1、F2、L2 之间存在着怎样 的关系？
提示：每个钩码重0.5N
我国古代的杠杆 （chōng ） 捣谷的舂
羊角锤
O
F1 L1
L2 F2
天平
F1 ·L1 = F2 ·L2
若l1＞l2，则F1 ＜ F2 若l1＜l2，则F1 ＞ F2 若l1=l2， 则F1 F2
＝
省力杠杆 费力杠杆 等臂杠杆
人体内的杠杆
F1 F2
寻找腰部的杠杆
用弹簧测力计能测量一头象的重吗?
我国古代的杠杆 （jié gāo ） 汲水的桔槔
俗称“吊杆”
请试着将这些杠杆分 类并思考分类的依据 是什么？
（1）撬杠
O F1
F2
O
F1
F2
（34）托盘天平
F1
（2）羊角锤
O F2
F1
（3）压水井
F2
O F2 F1
O
（5）钓鱼竿

O
F1
L1
L2
撬棒 F1
F2
F2
L1
L2
钓鱼竿
F1
L1
O L2 F2
初中物理八年级 上海科学技术出版社
科学探究：杠杆的平衡条件
这些工具在工作过程中有
哪些共同之处？
杠杆 在力的作用下，能绕某一固定点转动的硬棒，物理学中叫做
举例
★ 杠杆的要素：
支点O
动力F1